Domači toplotni izmenjevalnik bo služil kot "srce" ogrevalnega sistema doma

Glavni element katerega koli ogrevalnega sistema je posebna naprava - toplotni izmenjevalnik za ogrevanje hiše, v katerem se toplota prenaša iz generatorja toplote na hladilno tekočino. Na sodobnem trgu je veliko različnih ogrevalnih kotlov, vendar vsa njihova raznolikost ne omejuje domišljije domačih mojstrov v smislu samostojne proizvodnje takšnih naprav. V našem članku bodo bralci pozvani, da ugotovijo, zakaj je toplotni izmenjevalnik potreben v ogrevalnem sistemu, kako ga narediti sami in kako ga povezati.

Funkcija izmenjevalnika toplote v ogrevalnem sistemu

V sistemih ogrevanja zraka za hišo se najpogosteje uporabljajo površinski toplotni izmenjevalniki, kjer se toplotna energija prenaša skozi površine kovinskih sten določene naprave.

Načelo ogrevanja preko toplotnega izmenjevalnika je najbolj v celoti izvedeno pri zasnovi plinskih, trda goriva ali električnih kotlov. Voda kroži po ceveh v obliki tuljav, nameščenih znotraj grelnika, in se segreva s temperaturo gorečega goriva. Ogreto hladilno sredstvo gre v cevovod ogrevalnega sistema in ga nadomesti ohlajena voda iz radiatorjev v toplotni izmenjevalnik.

Do sedaj v mnogih individualnih hišah ostaja tradicionalni vir toplote peč. Dobro je za ogrevanje majhne koče, vendar je v večsobni koči njegova toplotna moč nezadostna. Zato je v zasebni hiši potreben toplotni izmenjevalnik v ogrevalnem sistemu, da se peč spremeni v polnopravni kotel za ogrevanje vode. Velikost in oblika domačega izmenjevalnika toplote za ogrevanje morata ustrezati dimenzijam komore za gorivo peči. Na to napravo lahko priključite cevovode in radiatorje, nato pa bo ogrevanje vašega doma postalo učinkovitejše.

Vrste izmenjevalnikov toplote

Vodni izmenjevalniki toplote za ogrevanje so bolj praktični. To je posledica dejstva, da voda veliko bolje prenaša toplotno energijo kot zrak. Hkrati se uporablja tudi zračni izmenjevalnik toplote za ogrevanje. Poleg vode in zraka se za ogrevanje dimnika uporablja tudi toplotni izmenjevalnik, ki ni nameščen znotraj, ampak zunaj.

Vse industrijsko proizvedene grelne naprave so opremljene s toplotnimi izmenjevalniki, katerih zasnova je maksimalno prilagojena za učinkovito ogrevanje vode.

V tovarniških pogojih so naprave za izmenjavo toplote izdelane iz bakra. Cev je tuljava, čez krivine katere je veliko plošč, ki zagotavljajo veliko območje izmenjave toplote.

Skoraj nemogoče je zgraditi domači izmenjevalnik toplote za ogrevanje doma, tako da je popolnoma podoben tovarniškemu. Zato boste morali izbrati enostavnejšo možnost.

Oblikovanje sistema

Načelo delovanja domačega izmenjevalnika toplote je, da peč prenaša energijo iz zgorevanja lesa ali premoga nanj, ogrevana voda pa se po ceveh razdeli v vse prostore. Ta način ogrevanja omogoča stanovalcem hiše enakomerno porazdelitev toplote. Poleg tega se vsi prostori segrejejo veliko hitreje, zmanjšajo pa se tudi stroški nabave goriva.

Obstajata dva načina za izboljšanje ogrevanja peči v zasebnem domu:

• zgraditi peč iz nič za določeno velikost izmenjevalnika toplote;
• v obstoječo peč vgradimo doma narejen izmenjevalnik toplote po velikosti kurišča.

Z izdelavo izmenjevalnika toplote za ogrevanje z lastnimi rokami je lahko lastnik stanovanja prepričan, da njegova peč z vodnim krogom ne bo delovala nič slabše od pravega kotla na trda goriva. Edina razlika bo v tem, da bo vhod toplotnega izmenjevalnika peči nameščen nekoliko višje od tal kot pri tovarniških kotlih. To je precej pomembna razlika, ki lahko vpliva na stopnjo naravnega kroženja hladilne tekočine.

Priključitev izmenjevalnika toplote na ogrevalni sistem mora biti izvedena tako, da je cev za dovod hladne vode (povratek) nameščena čim nižje.

Tako kot v običajnem ogrevalnem sistemu je treba na vrhu cevovodov namestiti ekspanzijsko posodo. Kompenziral bo spremembe v prostornini ogrevane vode in sprostil zračne mehurčke iz sistema. Če se ogrevanje preko toplotnega izmenjevalnika z naravno cirkulacijo izkaže za nezadostno za ogrevanje velike koče, boste morali v sistem namestiti obtočno črpalko.

Za priključitev domačega izmenjevalnika toplote za ogrevanje uporabite 2 priključka: enega od spodaj (dovod hladne vode), drugega od zgoraj (odvod tople vode). Pri vgradnji toplotnega izmenjevalnika je treba zagotoviti potreben naklon cevi, kot zahteva diagram.

Prednosti ogrevanja s toplotnim izmenjevalnikom

Če razumete, zakaj je toplotni izmenjevalnik potreben v ogrevalnem sistemu, boste opazili več očitnih prednosti:

1. Enostavnost izdelave. Če hiša že ima peč, potem boste morali porabiti le denar za izdelavo domačega izmenjevalnika toplote in namestitev ogrevalnega sistema.
2. Kombinirano ogrevanje. Poleg ogrevanja hiše s površine peči bo dodan sistem ogrevanja vode.
3. Raznolikost vrst goriva. Peč lahko ogrevate s katerim koli trdnim energentom, za razliko od kotlov, ki so usmerjeni samo na določeno vrsto goriva.
4. Lep videz. Ohranjanje tradicionalnega videza ruske peči je lahko koristno pri ustvarjanju notranjosti v nacionalnem slogu.

Med pomanjkljivostmi ogrevanja preko toplotnega izmenjevalnika so: nižja učinkovitost v primerjavi s tovarniškimi kotli in pomanjkanje samodejnega nadzora nad intenzivnostjo segrevanja hladilne tekočine.

Kako narediti domači izmenjevalnik toplote

Oblika toplotnega izmenjevalnika za ogrevanje, ki ga izdelate sami, je lahko drugačna. Najpogostejša možnost je register iz več jeklenih ali bakrenih cevi, vendar se uporabljajo tudi ploščasti primeri.

Temperatura v območju zgorevanja je zelo visoka, zlasti pri kurjenju premoga. Zato so povečane zahteve za kovino, iz katere bodo izdelani elementi izmenjevalnika toplote, racionalnost njegove zasnove in kakovost zvarov.

Materiali za proizvodnjo

Naloga vodnih toplotnih izmenjevalcev za ogrevanje je zagotoviti optimalen prenos toplote, pri tem pa je pomembna stopnja toplotne prevodnosti kovine. Na primer, jeklena cev prevaja toploto 7-krat manj kot bakrena cev. Zato boste pri enakem premeru cevi za prenos enake količine toplote potrebovali 25 metrov jeklene cevi namesto 3,5 metra bakrene.

Bakreni toplotni izmenjevalniki so najbolj ekonomični za delovanje, a tudi dragi. Toplotni izmenjevalniki iz jeklenih cevi s premerom najmanj 32 mm veljajo za bolj dostopne za samoproizvodnjo.

Če nameravate zakuriti peč s premogom, je bolje namestiti toplotni izmenjevalnik iz litega železa. Ta kovina je močnejša in stene naprave dolgo ne bodo izgorele.

Izračun moči izmenjevalnika toplote

Precej težko je vnaprej izračunati moč izmenjevalnika toplote za ogrevalni sistem. Če želite to narediti, morate upoštevati preveč dejavnikov: premer cevi, dolžino tuljave, toplotno prevodnost kovine, temperaturo zgorevanja goriva, hitrost kroženja hladilne tekočine itd. Dejanska sposobnost izmenjevalnika toplote, da se spopade s svojimi funkcijami, bo postala jasna šele po začetku delovanja ogrevalnega sistema.

Pri izračunu lahko ugotovite, da bo 1 meter cevi s premerom 50 mm, ki služi kot toplotni izmenjevalnik, zagotovil 1 kW toplotne moči.

Kot primer lahko vzamete kateri koli dobro znani model kotla in v skladu z njegovimi parametri naredite svoj domači izmenjevalnik toplote.

Značilnosti oblikovanja

Toplotni izmenjevalnik za ogrevanje vode hiše, varjen iz cevi z gladkimi stenami, se imenuje register. Izgleda kot nekakšna "mreža" in je najbolj priljubljena oblika domačega izmenjevalnika toplote. Poleg te zasnove so enostavnejše naprave izdelane tudi v obliki pravokotnega ali cilindričnega rezervoarja. Glavna stvar je, da je površina za izmenjavo toplote čim večja.

Pri izdelavi izmenjevalnika toplote z lastnimi rokami je treba upoštevati več pogojev:

• širina notranjih praznin v toplotnem izmenjevalniku mora biti najmanj 5 mm, sicer lahko voda v njej zavre;
• debelina sten cevi mora biti najmanj 3 mm, tako da kovina ne zgori;
• reža 10–15 mm med toplotnim izmenjevalnikom in stenami kurišča mora kompenzirati raztezanje kovine pri segrevanju.

Lastnosti namestitve

Najlažji način je namestitev izmenjevalnika toplote hkrati z gradnjo peči. Če ga namestite v staro peč, boste morali razstaviti del zidakov.

Postopek:

1. Cevni toplotni izmenjevalnik je nameščen na pripravljeno podlago peči neposredno v votlino peči.
2. Pri nadaljnjem polaganju vrst opeke ostane prostor za dovodne in odvodne cevi naprave.
3. Po končanem polaganju peči priključite toplotni izmenjevalnik na ogrevalni sistem, napolnite sistem z vodo in poskusno zakurite peč.

Video material ponuja koristne nasvete za izdelavo izmenjevalnika toplote sami:

Doslej smo govorili samo o izmenjevalcih toplote v sistemu ogrevanja vode. Bodimo pozorni na druga področja njihove uporabe.

Zračno ogrevanje

Če označimo sistem ogrevanja zraka, lahko rečemo, da ima več slabosti kot prednosti. Zračni izmenjevalniki toplote v zasebnem stanovanjskem sektorju še niso postali običajni.

Prednost tega sistema je možnost kombiniranja ogrevanja s prisilnim prezračevanjem. Vendar pa lahko morebitne napake pri načrtovanju in namestitvi zmanjšajo koristi na minimum. V zračnih kanalih se sliši hrup ventilatorja, v prostorih pa se čuti temperaturno neravnovesje.

Toplotni izmenjevalniki za ogrevanje zraka obstajajo za neposredno ogrevanje, pa tudi za posredno ogrevanje. V prvem od njih plin ali dizelsko gorivo zgori neposredno v samem toplotnem izmenjevalniku. Drugi modeli uporabljajo vmesno hladilno tekočino.

Toplotni izmenjevalnik za dimnik

Na dačah in kopališčih "tradicionalnih obrtnikov" lahko vidite domači toplotni izmenjevalnik vode ali zraka, nameščen na dimniku majhne peči. Izkazalo se je, da je zelo donosno: toplota ne izgine skupaj z dimom, del pa se porabi za ogrevanje vode.

Z namestitvijo toplotnega izmenjevalnika na dimnik za ogrevanje lahko pridobite precej veliko količino tople vode. Seveda to ni dovolj za ogrevanje celotne hiše, je pa dovolj, da v garderobo namestite enega ali dva radiatorja. Toplotni izmenjevalnik na dimniku lahko uporabite tako za ogrevanje kot za hitro ogrevanje vode v kopalnici.

Takšna naprava je lahko zelo enostavna za izdelavo. Za osnovo lahko vzamete kos velike cevi s premerom 500–700 mm ali zvarite rezervoar iz nerjavečega jekla. V središču konstrukcije bo navpična cev, ki ustreza premeru dimnika, dve cevi pa je treba zvariti na vrhu in na dnu.

Ko predajo svojo temperaturo izmenjevalniku toplote, se produkti zgorevanja, ki zapustijo peč, hitro ohladijo. Zaradi tega se vleka v dimniku zmanjša in zgorevanje goriva se nekoliko upočasni.

Izdelava toplotnega izmenjevalnika za ogrevanje z lastnimi rokami je lahko način za namestitev polnega ogrevanja vode v vašem domu brez nakupa drage opreme.